Bouw een hygrometer thuis met Raspberry Pi en SI7021 - Ajarnpa

2024 Auteur: John Day | [email protected]. Laatst gewijzigd: 2024-01-30 11:16

Is het vochtig vandaag? Het voelt voor mij een beetje vochtig aan

Soms blijkt een hoge luchtvochtigheid voor ons zowel oncomfortabel als ongezond te zijn. Voor huisbewoners kan het ook potentiële schade veroorzaken. Voor een huis ruïneert een hoge luchtvochtigheid houten vloeren en meubels met bemoedigende muffe groei om ons heen. Gelukkig zijn er methoden waarmee u de luchtvochtigheid in huis kunt controleren en regelen.

In deze kruistocht gaan we een hygrometer maken, een systeem dat wordt gebruikt voor het meten van het vochtgehalte in de atmosfeer, met behulp van een Raspberry Pi en SI7021, vochtigheids- en temperatuursensor. Ons doel was om de relatieve vochtigheid en temperatuur in het appartement te controleren (ideale relatieve vochtigheid is ongeveer 40-50%, ideale kamertemperatuur is ongeveer tussen 15 °C (59 °F) en 30 °C (86 °F)) en één manier is om een hygrometer te gebruiken. We hadden er natuurlijk een kunnen kopen, maar met een Raspberry Pi en een vochtigheids- en temperatuursensor in de hand, dachten we dat we er een zouden maken (waarom niet!).

Stap 1: Behoeftige imperatieve uitrusting

Zonder de exacte onderdelen te kennen, hun waarde en waar ze in hemelsnaam te krijgen zijn, is het echt vervelend. Maak je geen zorgen. Dat hebben we voor je geregeld. Zodra je de onderdelen allemaal in het kwadraat hebt, zou het een fluitje van een cent moeten zijn om dit project te doen.

1. Raspberry Pi

De eerste stap was het verkrijgen van een Raspberry Pi-bord. De Raspberry Pi is een op Linux gebaseerde computer met één bord. Deze kleine pc biedt veel rekenkracht, wordt gebruikt in elektronicaprojecten en eenvoudige bewerkingen zoals spreadsheets, tekstverwerking, surfen op het web en e-mail en games.

2. I²C-schild voor Raspberry Pi

Naar onze mening is het enige dat de Raspberry Pi 2 en Pi 3 echt missen een I²C-poort. De INPI2 (I2C-adapter) biedt de Raspberry Pi 2/3 een I²C-poort voor gebruik met meerdere I²C-apparaten. Het is beschikbaar in de Dcube Store.

3. SI7021 Vochtigheids- en temperatuursensor

De SI7021 I²C-vochtigheids- en 2-zonetemperatuursensor is een monolithische CMOS-IC die vochtigheids- en temperatuursensorelementen, een analoog-naar-digitaal-omzetter, signaalverwerking, kalibratiegegevens en een I²C-interface integreert. We hebben deze sensor gekocht bij Dcube Store.

4. I²C-verbindingskabel

De I²C-aansluitkabel hadden we bij DcubeStore verkrijgbaar.

5. Micro-USB-kabel

De minst gecompliceerde, maar strengste qua stroombehoefte is de Raspberry Pi! De eenvoudigste manier om de Raspberry Pi van stroom te voorzien is via de micro-USB-kabel.

6. Ethernet(LAN)-kabel/USB WiFi-adapter

Kijk je ooit naar je leven en denk je: wat heeft internet met mij gedaan?

De klassieke manier om uw Raspberry Pi aan te sluiten, is door een Ethernet-kabel te gebruiken en deze op uw netwerkrouter aan te sluiten. Als alternatief kan WiFi-verbinding worden gemaakt door een WiFi-dongle aan te sluiten en met de linkermuisknop op het netwerkpictogram te klikken om een lijst met beschikbare WiFi-netwerken weer te geven.

7. HDMI-kabel/toegang op afstand

Met HDMI-kabel aan boord kunt u hem aansluiten op een digitale tv of op een monitor. Wil je een zuinige manier! Raspberry Pi kan op afstand worden geopend met behulp van verschillende methoden, zoals SSH en Toegang via internet. U kunt gebruik maken van de PuTTY open source software.

Ik haat wiskunde, maar ik hou van geld tellen

Stap 2: Hardwareverbindingen maken

Over het algemeen is het circuit vrij eenvoudig. Maak het circuit volgens het getoonde schema. De lay-out is relatief eenvoudig en u zou geen problemen moeten hebben.

In ons geval hebben we enkele basisprincipes van elektronica herzien om het geheugen voor hardware en software op te knappen. Voor dit project wilden we een eenvoudig elektronicaschema maken. Elektronische schema's zijn als een blauwdruk voor elektronica. Maak een blauwdruk en volg het ontwerp nauwkeurig.

Raspberry Pi en I²C Shield-verbinding

Pak eerst de Raspberry Pi en plaats daar de I²C Shield op. Druk het schild voorzichtig op de GPIO-pinnen. Doe wat juist is, niet wat gemakkelijk is (zie de foto hierboven).

Sensor- en Raspberry Pi-verbinding

Pak de sensor en sluit de I²C-kabel ermee aan. Voor een goede werking van deze kabel, onthoud dat de I²C-uitgang ALTIJD verbinding maakt met de I²C-ingang. Hetzelfde moest worden gevolgd voor de Raspberry Pi met het I²C-schild erop gemonteerd.

Het grote voordeel van het gebruik van de I²C Shield/Adapter en de verbindingskabels is dat we geen bedradingsproblemen meer hebben die frustratie en tijdsverspilling kunnen veroorzaken om op te lossen, vooral wanneer u niet zeker weet waar u moet beginnen met het oplossen van problemen. Gewoon het eenvoudige proces dat we hebben genoemd. Het is een plug-and-play-optie.

Opmerking: de bruine draad moet altijd de massaverbinding (GND) volgen tussen de uitgang van het ene apparaat en de ingang van een ander apparaat

Internetverbinding is belangrijk

Om ons project tot een succes te maken, hebben we een internettoegang nodig voor onze Raspberry Pi. Je hebt hier twee keuzes. Ofwel U kunt de Raspberry Pi op het netwerk aansluiten met behulp van een Ethernet-kabel of een USB-naar-WiFi-adapter gebruiken voor WIFI-connectiviteit. Hoe dan ook, zolang het is verbonden met internet, bent u gedekt.

Voeding van het circuit

Steek de micro-USB-kabel in de stroomaansluiting van de Raspberry Pi. Zet hem aan en we gaan op weg.

Onze generatie is beter voorbereid op een zombie-apocalyps dan een uur zonder elektriciteit

Verbinding met monitor

We kunnen de HDMI-kabel aansluiten op een nieuwe monitor/tv of we kunnen Raspberry Pi op afstand aansluiten met behulp van tools voor externe toegang zoals SSH/PuTTY, wat kosteneffectief is. Het is een beetje een creatieve benadering als je merkt dat de omringende bronnen worden gebruikt.

Stap 3: Raspberry Pi programmeren in Python

Je kunt de Python-code voor Raspberry Pi en SI7021 bekijken in onze Githubrepository.

Voordat je naar het programma gaat, moet je de instructies in het Readme-bestand hebben bekeken en je Raspberry Pi volgens de instructies hebben ingesteld.

Vocht verwijst naar de aanwezigheid van een vloeistof, vooral water, vaak in sporenhoeveelheden. Kleine hoeveelheden water kunnen bijvoorbeeld worden aangetroffen in de lucht (vochtigheid), in voedingsmiddelen en in verschillende commerciële producten. Vocht verwijst ook naar de hoeveelheid waterdamp die in de lucht aanwezig is.

Hieronder staat de python-code en je kunt deze klonen en indien nodig improviseren.

# Gedistribueerd met een vrije licentie. # Gebruik het zoals je wilt, winst of gratis, op voorwaarde dat het past in de licenties van de bijbehorende werken. # SI7021 # Deze code is ontworpen om te werken met de SI7021_I2CS I2C Mini Module die verkrijgbaar is bij ControlEverything.com. #

import smbus

import tijd

# Krijg I2C-bus

bus = smbus. SMBus(1)

# SI7021 adres, 0x40(64)

# 0xF5(245) Selecteer relatieve vochtigheid NO HOLD mastermodus bus.write_byte (0x40, 0xF5)

tijd.slaap(0.3)

# SI7021 adres, 0x40(64)

# Lees data terug, 2 bytes, Vochtigheid MSB eerste data0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Converteer de gegevens

vochtigheid = ((data0 * 256 + data1) * 125 / 65536.0) - 6

tijd.slaap(0.3)

# SI7021 adres, 0x40(64)

# 0xF3(243) Selecteer temperatuur NO HOLD master mode bus.write_byte (0x40, 0xF3)

tijd.slaap(0.3)

# SI7021 adres, 0x40(64)

# Lees data terug, 2 bytes, Temperatuur MSB eerste data0 = bus.read_byte (0x40) data1 = bus.read_byte (0x40)

# Converteer de gegevens

cTemp = ((data0 * 256 + data1) * 175.72 / 65536.0) - 46.85 fTemp = cTemp * 1.8 + 32

# Gegevens uitvoeren naar scherm

print "Relatieve vochtigheid is: %.2f %%" %vochtigheid print "Temperatuur in Celsius is: %.2f C" %cTemp print "Temperatuur in Fahrenheit is: %.2f F" %fTemp

Stap 4: Werkmodus

Download nu (of git pull) de code en open deze in de Raspberry Pi.

Voer de opdrachten uit om de code te compileren en te uploaden op de terminal en bekijk de uitvoer op Monitor. Na enkele ogenblikken worden alle variabelen weergegeven. Begin met een paar gedachten of thema's en kijk wat je kunt bedenken.

Stap 5: Toepassingen en functies

De SI7021 biedt een nauwkeurige, energiezuinige, in de fabriek gekalibreerde digitale oplossing, ideaal voor het meten van vochtigheid, dauwpunt en temperatuur, in toepassingen zoals HVAC/R, thermostaten/bevochtigers, ademhalingstherapie, witgoed, binnenweerstations, micro-omgevingen /Datacentra, klimaatbeheersing en ontwaseming van auto's, tracering van activa en goederen en mobiele telefoons en tablets.

Voor bijv. U kunt dit project verbeteren tot een HVAC-indicator voor binnen- en voertuigomgevingscomfort. Het handhaaft de thermische omgeving en bepaalt de temperatuurregeling, zuurstofaanvulling en verwijdering van vocht, geuren, rook, hitte, stof, bacteriën in de lucht, kooldioxide en andere gassen. Naast vochtigheids- en temperatuursensoren, kunt u dit project ondersteunen met sensoren variërend van druk-, luchtkwaliteit-, rookmelders tot licht- en nabijheidssensoren. U kunt verbeteringen aanbrengen in de code volgens de gewenste hardware die is toegepast en vervolgens kunt u uw eigen setup hebben om uzelf thermisch comfort te geven. Dit project is geweldig voor kinderen, en je wilt ze geweldige dingen laten zien, je weet dat je al spelend leert. Een klein project als dit kan nog leuker zijn voor kinderen.

Stap 6: Conclusie

Als je je hebt afgevraagd om in de wereld van de Raspberry Pi te kijken, dan kun je jezelf verbazen door gebruik te maken van de elektronica basics, codering, ontwerpen, solderen en wat niet. In dit proces kunnen er enkele projecten zijn die gemakkelijk kunnen zijn, terwijl sommige je kunnen testen, uitdagen. Maar je kunt een manier vinden en het perfectioneren door je eigen creatie aan te passen en te maken. Voor uw hulp hebben we een geweldige video-tutorial op YouTube die u kan helpen bij uw verkenning en voor verdere uitleg van elk aspect van het project. We hopen dat je dit geweldig en nuttig vindt. Gelieve ons te antwoorden voor eventuele wijzigingen.